I. 제목 : 전자빔 조사시설을 이용한 기체전자증폭 방사선검출기의 성능평가 실험
II. 연구개발의 목적 및 필요성
GEM 검출기는 X-ray, r-ray 와 같은 방사선 광자 (photon) 및 β-ray 와 같은 방사선 하전 입자를 검출하기 위한 장치인데 이 중 광자는 물질과 직접 반응하지 않고 광전효과(photoelectric effect), 컴프턴효과 (Compton effect), 전자-반전자 쌍생성 등에 의해 전자를 생성하며, 이 전자들을 GEM 홀(hole) 내부의 강한 전기장으로 증폭시켜 출력신호를 얻음으로서 입력 광자의 정보를 얻어내는 것이 GEM 검출기의 원리이다. 반면 β-ray, 혹은 전자빔과 같은 하전입자는 직접 물질과의 충돌에 의해 전자를 생성하는데, GEM 검출기는 이 전자를 증폭시켜 검출함으로서 입력된 하전입자의 정보를 획득하게 된다. 따라서 GEM 검출기의 성능을 평가하기 위해서는 에너지 및 선속이 잘 알려진 방사선원이 필요한데 원자력 연구소의 전자빔은 에너지 및 전류를 잘 알 수 있으며 임의로 조절할 수 있기 때문에 GEM 검출기의 성능 평가를 위해서는 가장 적합한 선원이라고 할 수 있다.
GEM 기술은 종래의 의료영상장치 및 각종 영상장치에 사용되던 CP(capilary plate), FOP(fiber optic plate) 등을 대체할 수 있는 새로운 기술로서 그 부가가치가 엄청난 기술이다. 그 중에서 GEM 방사선검출기 하나만 보더라도 연간 미화 1억불의 수입대체효과를 지니고 있다. 본 실험은 원자력 연구소의 전자빔을 이용하여 GEM 방사선 검출기의 성능을 평가하고, 원자력 연구소 전자빔의 특성을 조사한 실험으로서 본 연구의 결과는 향후 GEM 검출기의 상용화 개발계획에 획기적인 기초자료로서 사용될 수 있을 것으로 사료된다.
III. 연구개발의 내용 및 범위
1. 전자빔 테스트를 위한 GEM 방사선 검출기의 제작
2. 컴퓨터 화면에 Digital Pulse Height Distribution 을 display 하는 소프트웨어 개발
3. GEM 방사선검출기의 최적화 모의실험
4. 전자빔조사에 의한 GEM 방사선 검출기 성능평가를 위한 Test Box 설계 및 제작
5. GEM 방사선검출기의 성능평가를 위한 전자장비의 작동범위 설정 및 설치
5. 전자빔 조사실험
7. 데이터 획득 및 실험
8. 데이터 분석 및 모의 실험결과와 비교
IV. 연구개발 결과
- 전자빔 실험을 위한 GEM 검출기 설계, 제작
- GEM 검출기를 이용하여 전자빔으로부터의 신호검출
- 전자빔의 전류변화에 따른 GEM 검출기 신호의 거동변화 확인
- EGS4 를 이용한 모의실험
V. 연구개발 결과의 활용계획
- GEM 검출기의 동작 특성 연구에 활용
- 원자력 연구소 전자빔의 전류 및 에너지 모니터로서 활용
- GEM 기반 영상시스템의 응용에 활용